成果简介
集传感和执行于一体的自传感液晶弹性体（LCE）致动器在健康监测和物理康复治疗领域备受关注。然而，开发同时具备高机械强度、自感应能力和自动控制功能的液晶弹性体致动器仍是一项重大挑战。 本文，南方科技大学罗丹 副教授团队在《ADVANCED SENSOR RESEARCH》期刊 发表名为“Intelligent Liquid Crystal Elastomer Actuators with High Mechanical Strength, Self-Sensing, and Automatic Control”的论文， 研究通过掺杂石墨和炭黑的碳材料复合材料，展示了具有高机械强度和自动控制功能的智能自感应 LCE 致动器。
所提出的致动器在电热效应的驱动下，将被提升物体的质量/自重比显著提高了 1168 倍，并在足球踢球和玩偶摆臂等活动中进行了测试。自感应 LCE 执行器具有 30% 的执行应变，并在焦耳加热过程中具有实时感应能力。控制电路可根据对目标的条件逻辑判断对它们进行编程。此外，还展示了配备自感应 LCE致动器的智能手套，该手套具有较高的机械强度和辅助手指运动的自动控制系统。所提出的 LCE 致动器在辅助手指运动、辅助关节和膝关节恢复以及其他智能物理康复治疗应用方面显示出巨大的应用潜力。
图文导读
图1、LCE致动器的化学和物理结构
图2、石墨/CB掺杂LCE致动器
图3、CE致动器连接木偶娃娃的运动图示
图4、LCE致动器和手指运动辅助的特点。
小结
综上所述，已经展示了具有高机械强度和自动控制的智能自感应LCE致动器。我们提出的石墨/CB掺杂LCE致动器基于电热效应，在足球踢球和玩偶的手臂摆动中测试，轻物体质量/自重比显着增加，高达1168倍。自感应LCE致动器在焦耳热过程中具有30%的致动应变和实时传感能力，并且它们可以通过基于目标条件逻辑判断的控制电路进行编程。此外，还展示了一种智能手套，该手套配备了具有高机械强度的自感应LCE致动器和用于手指运动辅助的自动控制系统。所提出的LCE致动器在手指运动辅助、关节和膝关节恢复辅助以及其他智能假肢康复治疗应用中显示出巨大的应用潜力。
文献：
https://doi.org/10.1002/adsr.202300117
